BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
VŨ XUÂN DƢƠNG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TÊN KHOA HỌC, QUY TRÌNH
NHÂN GỐNG IN VITRO VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
TINH DẦU CÂY GỪNG BẢN ĐỊA Ở BẮC KẠN (GỪNG ĐÁ)
Chuyên ngành : Công nghệ sinh học
Mã số : 9.42.02.01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
HÀ NỘI - 2019
Công trình đƣợc hoàn thành tại:
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Đặng Trọng Lƣơng
2. TS. Đỗ Tuấn Khiêm
Phản biện 1:…………………………………………..
Phản biện 2: …………………………………………..
Phản biện 3: …………………………………………..
Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp
tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
ngày….tháng….năm….
Có thể tìm kiếm luận án tại thƣ viện:
1. Thư viện Quốc gia Việt Nam
2. Thư viện của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây gừng bản địa ở Bắc Kạn (Gừng đá) được xếp vào nhóm cây quý
hiếm cần được bảo tồn theo Quyết định số 80/2005/QĐ-BNN ngày
05/12/2005 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Gừng đá là loài
bản địa mang tính chất đặc sản của tỉnh Bắc Kạn, chúng được phân bố chủ
yếu ở các xã Liêm Thủy, Xuân Dương thuộc huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn.
Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng Gừng đá của người dân địa
phương và du khách khi đến Bắc Kạn tăng cao, đặc biệt vào các dịp lễ tết,
giá thành thường dao động từ 600 nghìn đến một triệu đồng/ 1kg tươi.
Điều này dẫn đến việc khai thác ngày càng cạn kiệt nguồn gen Gừng đá
mọc tự nhiên.
Mặc dù hiệu quả kinh tế cao, nhưng hiện nay Gừng đá được trồng
chủ yếu theo kinh nghiệm, diện tích manh mún, nhỏ lẻ, việc nhân và giữ
giống vẫn theo kinh nghiệm của người dân, do vậy củ giống không đảm
bảo về chất lượng, nhiễm bệnh nhiều và dần thoái hóa. Hơn nữa, hiện nay
tên khoa học của loài này chưa được xác định cụ thể. Do đặc điểm hình
thái của cây có nhiều đặc điểm giống với cây gừng thường (Zingiber
officinarum Roscoe) nên hiện được xếp vào chi Gừng (Zingiber), tên khoa
học trong Quyết định số 80/2005/QĐ-BNN là “Zingiber sp.”.
Nhằm tạo cơ sở dữ liệu về đặc điểm sinh học phục vụ cho công tác
định danh, bước đầu xác định thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của
tinh dầu thu được từ cây gừng bản địa ở Bắc Kạn, đồng thời xây dựng quy
trình nhân nhanh từ lát cắt chồi, áp dụng vào việc tạo nguồn giống sạch
bệnh cung cấp cho người dân, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu xác
định tên khoa học, quy trình nhân giống in vitro và hoạt tính sinh học
của tinh dầu cây gừng bản địa ở Bắc Kạn (Gừng đá)”.
2. Mục tiêu của luận án
Xác định loài, đặc điểm sinh học, thành phần hóa học, hoạt tính
sinh học tinh dầu và xây dựng quy trình kỹ thuật nhân giống bằng công
2
nghệ nuôi cấy mô từ lát cắt chồi góp phần bảo tồn và phát triển nguồn
gen gừng bản địa Bắc Kạn.
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp các dẫn liệu khoa học về đặc điểm sinh học và khả năng
nhân giống bằng công nghệ nuôi cấy mô của loài gừng Bắc Kạn, là cơ sở
để bảo tồn và phát triển nguồn gen có giá trị;
Kết quả luận án là tà liệu tham khảo cho nghiên cứu và đào tạo.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài góp phần làm sáng tỏ vị trí phân loại của cây
gừng Bắc Kạn từ đó mở ra các hướng cho các nghiên cứu tiếp theo;
Quy trình nhân giống bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào được áp
dụng vào thực tiễn tạo ra số lượng lớn cây giống đồng đều, sạch bệnh,
tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng quy mô phát triển loài gừng
Bắc Kạn, góp phần xóa đói giảm nghèo cho đồng bào miền núi.
4. Những đóng góp của luận án
Luận án là công trình đầu tiên nghiên cứu một cách bài bản có hệ
thống về vị trí phân loại và định danh cho loài gừng Bắc Kạn dựa vào đặc
điểm hình thái và trình tự đoạn gen đặc trưng ITS (Internal Transcribed
Spacer) và gen matK (gen mã hóa cho maturaseK). Xây dựng được quy
trình kỹ thuật nhân giống nguồn gen gừng Bắc Kạn bằng công nghệ nuôi
cấy mô tế bào thực vật thông qua tạo callus từ lát cắt chồi, góp phần tạo ra
số lượng lớn cây giống đồng đều, sạch bệnh, tạo điều kiện thuận lợi cho
việc mở rộng quy mô phát triển loài gừng Bắc Kạn, góp phần xóa đói
giảm nghèo cho đồng bào miền núi.
Cấu trúc của luận án: Luận án chính gồm 116 trang với 25 bảng
số liệu và 29 hình. Luận án gồm 5 phần: Mở đầu (3 trang); Tổng quan
tài liệu (32 trang); Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu (19
trang); Kết quả và thảo luận (60 trang); Kết luận và kiến nghị (2 trang).
3
Luận án tham khảo 118 tài liệu trong đó 35 tài liệu tiếng Việt và 83 tài
liệu tiếng Anh.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Phần Tổng quan tà liệu trình bày khái quát chung về họ Gừng
(Zingiberaceae Lindl.). Tình hình nghiên cứu đa dạng sinh học và phân
loại cây họ Gừng, qua đó cho thấy việc nghiên cứu phân loại các loài
trong họ Gừng tiếp tục phát hiện các loài mới cho khoa học hoặc ghi
nhận sự phân bố của các loài ở các địa phương, các nước khác nhau.
Đây là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện, sắp xếp hệ thống phân
loại các loài trong họ Gừng, tạo tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn,
nhằm khai thác giá trị sử dụng và bảo tồn các loài có giá trị trong họ này.
Với cây gừng Bắc Kạn, hiện nay chưa có công trình nghiên cứu nào
nhằm xác định chính xác tên khoa học của loài. Do đó, cần thiết phải có
nghiên cứu bài bản nhằm xác định tên khoa học của loài và vị trí phân loại
của chúng trong họ Gừng dựa vào phân tích đặc điểm hình thái và ứng
dụng công nghệ sinh học giải trình tự vùng ITS-rADN (Internal
transcribed spacer) và vùng gen matK (gen mã hóa cho maturaseK).
Trong đó các nghiên cứu của Kress et al., (2002, 2005) được phân tích
làm cơ sở cho nghiên cứu này.
Phân tích các kết quả đã đạt được trong việc ứng dụng công nghệ
nuôi cấy mô tế bào trong nhân giống cây họ gừng trên Thế giới và ở Việt
Nam. Trong đó tập trung phân tích nghiên cứu của Trịnh Thị Thanh
Hương và cộng sự (2014) là cơ sở để thực hiện nghiên cứu này.
Phần tổng quan tài liệu cũng đề cập tới một số công trình nghiên
cứu về thành phần hóa học tinh dầu của các cây thuộc họ gừng, qua đó
cho thấy, các nghiên cứu về tinh dầu cây họ gừng còn chưa nhiều, đặc
biệt đối với các loài phân bố trong tự nhiên và gần như chưa có nghiên
cứu về thành phần hóa học tinh dầu cây nuôi cấy mô so với cây mọc tự
